Вселенная: великое знание и великое незнание

Благодаря науке Вселенная была картографирована с точностью, немыслимой всего несколько десятилетий назад. Новые инструменты и измерения позволили ученым заглянуть почти к самому Большому Взрыву. Однако, как отмечает Ульф Даниельссон, профессор теоретической физики Уппсальского университета, несмотря на такую точность, мы по-прежнему не знаем очень многого.

«Хотя наша общая картина Вселенной развивалась удивительным образом, абсолютно фундаментальные вопросы остаются. Из чего на самом деле состоит Вселенная?» — задается вопросом Даниельссон.

Темная Вселенная: главная загадка

Лишь малая доля, несколько процентов, Вселенной состоит из знакомой нам материи — той, что формирует звезды, планеты и людей. Все остальное — нечто совершенно иное.

«Мы знаем, что около 70% — это темная энергия, а 25% — темная материя. Но мы не знаем, что это такое. Высказывались идеи, что темная материя — это некий неизвестный тип частиц, но подтвердить ни одну из этих гипотез так и не удалось», — констатирует он.

Темная энергия — загадка еще более глубокая. «Она связана с фундаментальными парадоксами в нашем базовом описании Вселенной. Мы просто не знаем, что это».

Термин «темная материя», по мнению Даниельссона, на самом деле вводит в заблуждение. «Она не прячется в темноте между звездами. Она не светится, но и не отражает, и не поглощает свет. Она более-менее прозрачна».

Несмотря на почти столетие, прошедшее с тех пор, как шведский астроном Кнут Лундмарк впервые заговорил о темной материи, ее природа все еще неизвестна. «Фактически, сейчас мы знаем о том, что она такое, даже меньше, чем думали, что знали лет 20 назад», — признает Даниельссон.

В поисках теории всего

Другая велика идея в физике заключается в том, что две главные теории — квантовая механика и общая теория относительности Эйнштейна — не стыкуются друг с другом. Теория струн — это попытка примирить их.

«Теория струн утверждает, что мельчайшие составляющие природы — это крошечные протяженные струны, маленькие обрывки нитей. Они настолько малы, что мы пока не можем их увидеть, но если мир состоит из таких струн, многие из самых сложных парадоксов между квантовой механикой и гравитацией, кажется, разрешаются».

Однако экспериментальных подтверждений пока нет. Надежды на новые открытия на БАК, такие как обнаружение суперсимметричных частиц, не оправдались. За пределами бозона Хиггса ничего найдено не было, и парадоксы остаются. Это заставляет исследователей блуждать в потемках.

«Природа не обязана подбрасывать нам загадки дозированно, чтобы мы делали великое открытие раз в поколение. Возможно, это случится через несколько лет, а возможно, через тысячу», — рассуждает Даниельссон.

Жизнь за пределами Земли: вопрос не в «если», а в «где»

Вопрос о том, одни ли мы во Вселенной, для Ульфа Даниельссона не стоит. «Я абсолютно убежден, что мы не одиноки. Мне кажется совершенно невероятным, чтобы жизни не было на других планетах. Я рассматриваю жизнь, возникшую на нашей Земле, как естественный процесс, хотя, очевидно, условия должны быть подходящими».

С 1990-х годов ученые обнаружили тысячи планет вокруг других звезд и теперь полагают, что только в Млечном Пути могут существовать сотни миллионов планет, похожих на Землю. Более того, жизнь может скрываться и в нашей собственной Солнечной системе.

«Возможно, на Марсе есть или была микроскопическая жизнь. И в темных глубинах под ледяными покровами лун Юпитера и Сатурна тоже может кто-то обитать».

Наука для всех: как популяризация помогает исследовать

Для Даниельссона объяснение сложных идей — это не просто служение обществу, но и метод познания. «Попытки объяснить что-то другим помогают лучше понять это самому. Когда работаешь с чем-то сложным, необходимо упрощать и создавать полезные образы — не только чтобы учить других, но и чтобы самому видеть связи».

Он описывает популяризацию как взаимный процесс, в котором сторителлинг и исследования обогащают друг друга. Именно этот подход характеризует его новую книгу «Человек — это чудо», написанную в соавторстве с писателем Бьёрном Ранелидом. Их сотрудничество началось неожиданно после того, как они оказались по разные стороны баррикад в телевизионных дебатах.

«Вместо споров мы решили поговорить и написать книгу вместе», — объясняет Даниельссон. Результатом стал обмен письмами в форме глав. «Это не полемика — мы пишем об одном и том же, но с разных точек зрения. В основе лежит наше общее чувство удивления перед существованием».

Знание, которое ведет к смирению

Для Даниельссона наука — это поиск ответов на фундаментальные вопросы о существовании Вселенной и человеческой жизни. «Мы довольно хрупкие биологические существа, живущие в очень уязвимой ситуации на планете, от которой полностью зависим, и это должно делать нас смиреннее».

Он утверждает, что, возможно, самая важная задача науки — напоминать нам именно об этом — о нашем месте в целом. «Мы не вне природы, мы — ее часть. И это знание до сих пор не было по-настоящему усвоено, что является одной из причин, по которой мы застряли в решении огромных проблем и имеем Землю, опустошенную и отчасти разрушенную изменением климата».

В ожидании нового гения

В ожидании следующего гениального прорыва Даниельссон и его коллеги продолжают исследовать структуру Вселенной и искать единые теории — будь то через теорию струн или каким-то совершенно иным путем.

«В действительности, мы знаем и очень-очень много, и очень-очень мало. Но если взглянуть на историю развития наших знаний о Вселенной на протяжении последнего столетия и в последние десятилетия, произошло невероятно многое», — заключает Даниельссон.

И в этой дихотомии — между грандиозным знанием и столь же грандиозным незнанием — и заключается главный двигатель науки. Это вечное стремление к свету понимания в бескрайнем океане тайны, который заставляет человеческий разум двигаться вперед, задавая все новые вопросы и не боясь признать: «Мы этого еще не знаем».